梯度磁场中自旋-轨道耦合旋转两分量玻色-爱因斯坦凝聚体的基态研究

利用准二维Gross-Pitaevskii方程,研究了在梯度磁场中具有自旋-轨道耦合的旋转两分量玻色-爱因斯坦凝聚体的基态结构.探索了自旋-轨道耦合作用和梯度磁场对基态的影响.结果发现,在梯度磁场下,随着自旋-轨道耦合强度增大,基态结构由skyrmion格子逐渐过渡为skyrmion列.对于弱自旋-轨道耦合和小旋转频率情况,增大磁场梯度强度可导致基态由平面波相转变为half-skyrmion;对于强自旋-轨道耦合和大旋转频率情况,梯度磁场可诱导hidden涡旋的产生.梯度磁场、自旋-轨道耦合和旋转作为体系的调控参数,可用于控制不同基态相间的转化.     

环形势阱中自旋-轨道耦合旋转玻色-爱因斯坦凝聚体的基态

研究了在环形势阱中自旋-轨道耦合旋转玻色-爱因斯坦凝聚体的基态结构.探索了自旋-轨道耦合作用和旋转效应对基态的影响.结果发现,在环形势阱下,基态结构呈现环形分布的half-skyrmion链.调节自旋-轨道耦合强度,不仅可以改变体系内half-skyrmion数量,而且能够调控half-skyrmion环形排列的对称性.随着旋转频率增大,体系从平面波相转化为环形对称排列的half-skyrmion链相,最后过渡到三角格子的half-skyrmion相.讨论了自旋相互作用和势阱形状对基态的影响.自旋-轨道耦合强度和旋转频率作为体系的调控参数,可用于控制不同基态相间的转化.     

六极子磁场中自旋轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体的基态结构

研究囚禁在环形势中的Rashba自旋轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体在六极子磁场中的基态特性。在这种情况下,磁场破坏了自旋轨道耦合哈密顿量的旋转对称性,但系统仍具有2π/3的离散对称性。数值结果发现:在弱相互作用情况下,六极子磁场和Rashba自旋轨道耦合使环形囚禁的凝聚体呈类六边形的基态密度分布,当磁场强度超过某一临界值时,凝聚体将崩塌;在强相互作用情况下,半量子涡旋出现在凝聚体中,且被六极子磁场钉在方位角Ф=nπ/3的径向位置,涡旋的旋转方向取决于径向磁场的方向。     

微扰法研究玻色-爱因斯坦凝聚体基态

利用微扰方法研究了动能对玻色-爱因斯坦凝聚体的基态能量的粒子数平均值和粒子几率密度分布的影响,对87Rb原子的模拟结果标定了弱、强相互作用时一维凝聚体中的粒子数范畴。     

简谐+四次势中自旋轨道耦合旋转玻色-爱因斯坦凝聚体的基态结构

研究了囚禁于简谐+四次势中具有自旋轨道耦合相互作用的旋转玻色-爱因斯坦凝聚体的基态结构; 考虑了自旋轨道耦合相互作用和旋转对基态结构的影响; 结果发现在自旋轨道耦合相互作用与旋转共同作用下, 系统呈现出丰富且新奇的基态结构, 如条形、双排和蛇皮花斑状等.     

双组分玻色-爱因斯坦凝聚体的混溶性

基于包含Lee-Huang-Yang修正的物态方程,研究了具有排斥相互作用的双组分玻色-爱因斯坦凝聚体在平均场弱失稳区间的基态相图.根据相平衡条件,确定了等质量混合体系中不混溶态、部分混溶态以及均匀混溶态之间的相边界.在原子密度足够稀薄的情形下,给出了相边界和量子临界点的解析表达式.讨论了密度响应的静态极化率在量子临界点附近的发散行为.对于不等质量的双组分凝聚体,利用低浓度展开的物态方程,得到了部分混溶态出现的阈值密度,并提出了判断部分混溶构型的解析方法,为钠、钾、铷等冷原子混合体系的实验观测提供了明确的理论指引.     

自旋轨道耦合的23Na自旋-1玻色-爱因斯坦凝聚体中的涡旋斑图的研究

利用阻尼映射Gross-Pitaevkii方程, 研究了二维体系中自旋轨道耦合的 ²³Na自旋-1 玻色-爱因斯坦凝聚体中的涡旋斑图, 探索自旋轨道耦合强度对涡旋斑图的影响. 研究发现, 较弱的自旋轨道耦合就可以完全破坏不考虑自旋轨道耦合情况下出现的周期性涡旋晶格; 在自旋轨道耦合较强的情况下, 各自旋态的涡旋易形成涡旋组, 它们绕凝聚体中心形成花瓣状涡旋斑图. 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚体 自旋 涡旋     

自旋-轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体激发谱及其有效调控

利用Bogoliubov理论研究了自由空间中可调自旋-轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体(Bose-Einstein condensates, BECs)的激发谱.通过高频近似得到具有两体相互作用时与时间无关的有效Floquet哈密顿量,从而获得一种可调的自旋-轨道耦合和一种可由周期驱动拉曼耦合调控的有效两体相互作用.基于系统有效的Floquet哈密顿量,得到凝聚体具有相互作用时的色散关系,发现周期驱动强度可以有效地调控色散关系的结构,即周期驱动的拉曼耦合可以调控系统在零动量相与平面波相之间的相变.进一步利用Bogoliubov理论得到系统的Bogoliubov-de-Gennes (BdG)方程,分别研究了凝聚体在零动量相和平面波相中的激发谱.发现零动量相中的激发谱均为声子激发,且激发谱随周期驱动强度的增加表现出贝塞尔函数的行为;平面波相中的激发谱存在声子激发和旋子激发,当周期驱动强度增加时,旋子模出现软化现象.因此,可以通过周期驱动拉曼耦合实时地调控自旋-轨道耦合BECs激发谱中的声子激发和旋子激发.     

具有纠缠序参量的玻色-爱因斯坦凝聚体

对最近提出的具有纠缠序参量的玻色-爱因斯坦凝聚体作通俗简要的介绍.在这个凝聚体中,不同种原子间形成自旋纠缠的原子对,而系统就在这个纠缠对上发生玻色-爱因斯坦凝聚.     

共心双环外势中两分量偶极玻色-爱因斯坦凝聚体的基态结构研究

利用虚时演化方法研究了共心双环外势中具有偶极-偶极相互作用的两分量玻色-爱因斯坦凝聚体的基态结构, 探索了接触相互作用和长程各向异性的偶极-偶极相互作用对系统基态的影响. 研究发现, 偶极-偶极相互作用作为系统的又一调控参数, 可用于得到系统的不同的基态相, 并用于控制不同基态相间的转化.     

Spin current in a spinor Bose-Einstein condensate induced by a gradient magnetic field

We develop a research of spin currents in a ²³Na spinor Bose-Einstein condensate (BEC) by applying a magnetic field gradient. The spin current is successfully induced by the spin-dependent force arising from the magnetic field gradient. The dynamics of the spin components under the magnetic force is investigated. The study is promising to be extended to produce a longer spin-coherence and to enhance the sensitivity of the spin-mixing interferometry in a spinor BEC.     

偶极-偶极相互作用下双势阱中旋量玻色-爱因斯坦凝聚磁化率的非线性动力学性质

利用平均场理论和单空间模近似，研究了偶极-偶极相互作用下双势阱中总自旋F=1的旋量玻色-爱因斯坦凝聚磁化率的非线性动力学性质.在给定的初态条件下，研究结果表明：当λ_A+2λ_d=0时，凝聚体只表现为磁化振荡行为；当λ_A+2λ_d≠0时，凝聚体既存在磁化振荡行为，又存在磁自陷俘现象. 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚 自旋 磁化率     

两分量玻色-爱因斯坦凝聚系统的自旋压缩

在周期性脉冲撞击的两分量玻色－爱因斯坦凝聚系统中研究了自旋压缩动力学性质,结果表明：原子自旋压缩动力学能够揭示相空间的混沌和规则结构,即当初始相干态处在混沌区域时,自旋压缩在很短时间后消失,而当初始相干态处在规则区域时,自旋压缩则存在很长时间.特别是随着时间的演化,系统的平均自旋方向的分布和摆动也与初态所处的空间结构有着密切的联系.最后,研究了相空间的整体自旋压缩动力学,得到了一种较好的量子-经典对应. 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚 混沌 自旋压缩 平均自旋方向     

扫描磁场中玻色-爱因斯坦凝聚体系的奇异自旋隧穿

用平均场的方法,研究了线性扫描磁场中自旋-1玻色-爱因斯坦凝聚体系的自旋隧穿.集中考虑⁸⁷Rb这种典型的碱金属原子凝聚体,根据外磁场扫描率的不同,研究了它的隧穿动力学.在慢扫描(即绝热条件)和快扫描条件下,体系无隧穿现象.对中等大小的扫描率,发现隧穿现象,且这个隧穿动力学对磁场扫描率非常的敏感,表现为看似混沌的隧穿区的存在.然而,把这个看似混沌的区域放大,发现在扫描率精度为10^-8T/s的量级上,隧穿率对磁场扫描率的关系实际是有规律的类周期结构.此外,还发现,实 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚 自旋 隧穿     

Controllable optical bistability of Bose-Einstein condensate in an optical cavity with a Kerr medium

We study the optical bistability for a Bose-Einstein condensate of atoms in a driven optical cavity with a Kerr medium. We find that both the threshold point of optical bistability transition and the width of optical bistability hysteresis can be controlled by appropriately adjusting the Kerr interaction between the photons. In particular, we show that the optical bistability will disappear when the Kerr interaction exceeds a critical value.     

扫描磁场中玻色-爱因斯坦凝聚体系的奇异自旋隧穿

用平均场的方法，研究了线性扫描磁场中自旋-1玻色-爱因斯坦凝聚体系的自旋隧穿.集中考虑⁸⁷Rb这种典型的碱金属原子凝聚体，根据外磁场扫描率的不同，研究了它的隧穿动力学.在慢扫描(即绝热条件)和快扫描条件下，体系无隧穿现象.对中等大小的扫描率，发现隧穿现象，且这个隧穿动力学对磁场扫描率非常的敏感，表现为看似混沌的隧穿区的存在.然而，把这个看似混沌的区域放大，发现在扫描率精度为10^-8T/s的量级上，隧穿率对磁场扫描率的关系实际是有规律的类周期结构.此外，还发现，实     

Chaos in a Bose-Einstein condensate

It is demonstrated that Smale-horseshoe chaos exists in the time evolution of the one-dimensional Bose-Einstein condensate driven by time-periodic harmonic or inverted-harmonic potential.A formally exact solution of the time-dependent Gross-Pitaevskii equation is constructed,which describes the matter shock waves with chaotic or periodic amplitudes and phases.